余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性。

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吉布斯能(G)影响因素剖析

已有 1432 次阅读 2022-9-22 15:15 |系统分类:教学心得

       吉布斯能(G)是热力学能的组成部分,参见如下式(1)[1]

       U=TS+(-pV)+G            (1)

       吉布斯能G由于结构模糊,常被称为次级能量.

       吉布斯能G对应的热力学基本方程参见如下式(2):

       dG=-SdT+VdpW'       (2)

       本文拟探讨温度(T)及压强(p)对吉布斯能G的影响.

 1. "δW'=0"的热力学过程

        "δW'=0"的热力学过程通常特指pVT变化. 此时式(2)可化简为:

     dG=-SdT+Vdp       (3)

     依据微积分原理可得:

        (4)

             (5)

      通常情况下,体系的SV均大于0;由式(4)可得:恒压条件下,温度升高,吉布斯能下降;由式(5)可知:恒温条件下,压强增大,吉布斯能增大.

  2.W'≠0"的热力学过程

     "δW'≠0"的热力学过程通常是指未建立平衡的化学反应(或相变)

      需明确热力学探讨的化学反应(或相变)一般发生在恒温恒压及环境不提供有效功的前提下. 将恒温恒压及环境不提供有效功的前提条件代入式(2)可得:

      dG=δWs'       (6)

     式(6)显示:恒温恒压及环境不提供有效功前提下,化学反应(或相变)的ΔG即为化学反应(或相变)自身产生的有效功.

 3. 结论

⑴对于pVT变化,恒压条件下,温度升高,吉布斯能G下降;恒温条件下,压强增大,吉布斯能G增大.

⑵对于恒温恒压及环境不提供有效功条件下未建立平衡的化学反应(或相变),ΔG即为化学反应(或相变)自身提供的有效功.

⑶吉布斯能(G)结构模糊,其绝对值不可知.

参考文献

[1]余高奇. 热力学第一定律研究 .http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666.科学网博客, 2021,8.




https://m.sciencenet.cn/blog-3474471-1356424.html

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